JP2014530479A - 確率的方法により露出するパターンの逆畳み込みを用いて電子近接効果を補正する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、約１０ｎｍのオーダーの限界寸法を有する放射によるリソグラフィ方法に適用できる。本発明の方法は、線量調整および幾何学的形状の補正の同時最適化により近接効果の補正を行うことを可能にする。従って、エッチング対象のパターンの逆畳み込みが、同時確率分布により放射と樹脂被覆支持部との相互作用をモデル化する反復プロシージャにより実行される。有利には、支持部露光ツールが成形ビーム方式である場合、エッチング対象のパターンはコントラストのあるレベルに分割され、次いで逆畳み込み画像がベクトル化されて露光ステップを実行する前に細分化される。有利な実施形態において、本発明の方法は、マルチパスセル投影法で露光される少なくとも２個の文字セルに適用される。

Description

本発明は特に、直接オンウェハエッチングまたはマスク形成用の電子リソグラフィの分野に適用できる。生成技術により実現される２２ｎｍ未満の限界寸法において、目標と電子ビームの相互作用は特に、後方散乱効果だけでなく初期軌道（前方散乱効果）周辺の電子の散乱の影響を受ける。近接効果と呼ばれるこれらの影響は特に、目標の材料およびその幾何学的形状に依存する。従って、所定のテンプレートに忠実なエッチングパターンを得るために近接効果を考慮する必要がある。そのため、２個のプロシージャを、一般的には独立に適用することが知られている。一方、近接効果は、目標を攻撃するために用いる電子放射線量を調整すべくモデル化されている。更に、ソーステンプレートは、目標テンプレートが求める対象に合うように多少経験的に工夫された設計ルールの関数として変更されている。

線量調整に関しては、基準となる従来技術はＥｉｓｅｎｎｍａｎｎの発表（「Ｐｒｏｘｅｃｃｏ−Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ Ｅｆｆｅｃｔ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｂｙ Ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ」−Ｈ．Ｅｉｓｅｎｎｍａｎｎ，Ｔ．Ｗａａｓ，Ｈａｒｔｍａｎｎ−Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，ｖｏｌ Ｂ１１、Ｎ^ｏ６，ｐｐ２７４１−２７４５、Ｎｏｖ−Ｄｅｃ，１９９３）およびＰｒｏｘｅｃｃｏ（商標）ブランドの下で市販されているソフトウェアにより構成される。線量調整は細分化パターンに適用され、各ベース素子が近接効果モデルの助けを借りて生成された調整済み線量を受ける。前記モデルは一般に、いわゆる点広がり関数（またはＰＳＦ）を用いる。ＥｉｓｅｎｎｍａｎｎのＰＳＦは、ガウシアンのペアであり、一方は前方散乱用で他方は後方散乱用である。ローカル線量は、ＰＳＦを目標の幾何学的形状に畳み込むことにより決定される。

ＰＳＦは、光学的リソグラフィで用いる光学近接効果補正（ＯＰＣ）と同様の原理に従い適宜補正される。適用される幾何学的形状の補正は一般に、形状の寸法の自動最適化により決定される。例えばラインが細く、太く、長く、または短縮される。設計者はまた、自分のノウハウにより自身が思いついた代替的な幾何学的形状を提案してもよい。ある種のパターンについてこのように決定された補正により、同一構成を有するチップの全ての点にその後自動的に適用される補正ルールを生成することが可能になる。幾何学的形状の補正への各種のアプローチの詳細説明についてはＳｅｗｅｌｌおよびＣｏｏｋによる発表（「Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｐａｔｔｅｒｎ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ」−Ｈ．Ｓｅｗｅｌｌ，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，１５，９２７（１９７８）；「Ｄｏｓｅ，Ｓｈａｐｅ ａｎｄ Ｈｙｂｒｉｄ Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ＰＹＲＡＭＩＤ ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ Ｅｆｆｅｃｔ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ」−Ｂｒｉａｎ Ｄ．Ｃｏｏｋ，Ｓｏｏ Ｙｏｕｎｇ Ｌｅｅ−ＩＥＥＥ ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ，ｖｏｌ．１１，Ｎ^ｏ１，Ｆｅｂ．１９９８）を特に参照されたい。

また、露光処理を複数のパスに分解することも知られている。次いで追加的な露光ステップが一般により微細な幾何学的形状に適用されることで特にその方法の分解能およびウインドウが向上する。次いでｅＲＩＦ（電子分解能向上特性）機能または方法ステップについて述べる。この種の方法は特に、ＭａｒｔｉｎおよびＭａｎａｋｌｉにより記述されている（「Ｎｅｗ ｗｒｉｔｉｎｇ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ ｄｉｒｅｃｔ ｗｒｉｔｅ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｄｅｎｓｅ ｌｉｎｅｓ ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ ｆｏｒ ｓｕｂ−４５ｎｍ ｎｏｄｅｓ」−Ｌ．Ｍａｒｔｉｎ−ＥＭＬＣ ２００９；Ｓ．Ｍａｎａｋｌｉが発明者であって本特許出願の共同出願人の１人が所有者である国際特許出願第ＰＣＴ／ＥＰ２０１１／０５５７４６号明細書「Ｐｒｏｃｅｄｅ ｄｅ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｅ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｑｕｅ ａｖｅｃ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｄｅｓ ａｒｒｏｎｄｉｓｓｅｍｅｎｔｓ ｄｅ ｃｏｉｎｓ」（Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ ｗｉｔｈ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏｕｎｄｉｎｇｓ ｏｆ ｃｏｒｎｅｒｓ）。

しかし、これら各種方法のパラメータを別々に計算するのは、設計時間および露光時間の両方に関して、最適ではない解決策となる。線量調整と幾何学的形状補正パラメータの同時計算を行う解決策がすでに提案されている。一つの方策は、Ｓ．Ｍａｎａｋｌｉが発明者であって本特許出願の共同出願人の１人が所有者である国際特許出願第ＰＣＴ／ＥＰ２０１１／０５５８６３号明細書「Ｐｒｏｃｅｄｅ ｄｅ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｅ ａ ｏｐｔｉｍｉｓａｔｉｏｎ ｃｏｍｂｉｎｅｅ ｄｅ ｌ’ｅｎｅｒｇｉｅ ｒａｙｏｎｎｅｅ ｅｔ ｄｅ ｌａ ｇｅｏｍｅｔｒｉｅ ｄｅ ｄｅｓｓｉｎ」（Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ ｗｉｔｈ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒａｄｉａｔｅｄ ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｇｅｏｍｅｔｒｙ）により提案されている。この方法によれば、ある領域に適用される線量で放射されるエネルギー、およびこの領域でエッチング対象のパターンの寸法が、方法のエネルギー許容範囲に基づき同時に計算される。この方法は、特にラインおよびコーナーの終端において、メッシュサイズが大きいセル等の単純なパターンでうまく機能する。より複雑なパターンではあまり効果的でない。放射線量および推定される幾何学的形状パラメータを同時に最適化する別の方策は、放射線量をＰＳＦに畳み込む結果と目標パターンとの間の相違を最小化するものである。従って、エッチング対象のパターンを適切なプロシージャで逆畳み込みを行うことが教示されている。Ｅｉｓｅｎｎｍａｎｎ（上で引用済み）により提案されたように逆のフーリエ変換を２個の従来型ガウシアンＰＳＦと組み合わせて用いることがＨａｓｌａｍにより提唱されている（「Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｂａｓｅｄ ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｓ：Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓ」−Ｍ．Ｅ．Ｈａｓｌａｍ，Ｊ．Ｆ．ＭｃＤｏｎａｌｄ，Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｒｅｎｓｓｅｌａｅｒ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｔｒｏｙ，Ｎｅｗ−Ｙｏｒｋ−Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ４（１），Ｊａｎ／Ｆｅｂ １９８６）。しかし、現在実用化されている、または開発中の技術に関連する寸法（限界寸法が１０〜２０ナノメートル）では、このプロシージャは適していない。その理由は、このプロシージャが高い空間周波数で実行する反転につきもののカットオフのため、これらの距離で支配的な前方散乱効果を充分正確に考慮できなくなるためである。

本発明は、確率的反復プロシージャを用いて、特定の種類のＰＳＦとエッチング対象のパターンの逆畳み込みとの組み合わせを提案することにより上記課題を解決する。

有利には、本発明は、より高速な露光を可能にするセルの投影リソグラフィ方法の枠組み内で実施可能である。この目的で、本発明の確率的反復プロシージャにより近接効果を補正する方法が、複数レベルの露光でセルを投影する方法と組み合されて近接効果の微細な補正が可能になる。

この目的のために、本発明は、少なくとも１個の照射対象パターンの樹脂被覆支持部への放射によるリソグラフィ方法を想定しており、前記放射用に選択された点広がり関数を生成する少なくとも１個のステップ、および選択された逆畳み込みプロシージャを前記点広がり関数による前記照射対象パターンに適用するステップを含み、前記方法において、前記点広がり関数が前記放射の前方散乱の影響だけをモデル化すべく選択され、前記逆畳み込みプロシージャが前記相互作用の同時確率分布により前記放射と樹脂被覆支持部との相互作用をモデル化するプロシージャ群から選択されることを特徴とする。

有利には、前記逆畳み込みプロシージャは、照射対象パターンの全ての画像点について前記放射の各ソース点の最大尤度を計算し、各画像点にソース点と画像点の間の点広がり関数の値が乗算されるステップを含む。

有利には、前記逆畳み込みプロシージャはＬｕｃｙ−Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎプロシージャである。

有利には、本発明のリソグラフィ方法は更に、照射対象パターンの逆畳み込み画像をディザリングするステップを含んでいる。

有利には、本発明のリソグラフィ方法は更に、逆畳み込み画像を少なくとも２個の異なる露光レベルに分割するステップを含んでいる。

有利には、少なくとも２個の異なる露光レベルは、各レベルのピクセルの個数を最大化すべく選択される。

有利には、本発明のリソグラフィ方法は更に、照射対象パターンの逆畳み込み画像をベクトル化するステップを含んでいる。

有利には、点広がり関数はガウシアンである。

有利には、ガウシアンの中間高さ位置における幅は３ｎｍ〜１５ｎｍの間にある。

本発明のいくつかの実施形態において、リソグラフィ方法は、少なくとも１個のブロックを樹脂被覆基板に投影することにより実施され、前記ブロックを前記基板に投影されるテンプレートのセルに分解するステップ、および放射源によりテンプレートの前記セルを形成する少なくとも１個のステップを含み、前記方法は、テンプレートの少なくとも一部のセルについて、テンプレートのセル毎に少なくとも２個の文字セルを抽出する少なくとも１個のステップを更に含み、各文字セルがこの文字セルに固有の露光レベルを形成するステップの最中に露光されることを特徴とする。

有利には、少なくとも２個の文字セルは、Ｎレベルの各々のピクセルの個数を最大化すべく選択され、Ｎは２以上である。

有利には、これらの実施形態は更に、線量調整ステップを含み、前記調整はＮ個の文字セルに適用される。

本方法を実施すべく、本発明はまた、コンピュータ上で実行された際に本発明の放射によるリソグラフィ方法の実行を可能にするプログラムコード命令を含むコンピュータプログラムを想定しており、前記プログラムは、前記放射用に選択された点広がり関数を生成する機能、および選択された逆畳み込みプロシージャを前記照射対象パターンに適用された前記放射点広がり関数を任意選択でフィルタリングされた出力に適用するモジュールを含み、前記プログラムにおいて、前記点広がり関数が前記放射の前方散乱の影響だけをモデル化すべく選択され、前記逆畳み込みプロシージャが前記相互作用の同時確率分布により前記放射の位置の相互作用をモデル化するプロシージャ群から選択されることを特徴とする。

いくつかの実施形態において、本発明はまた、コンピュータ上で実行された際に少なくとも１個のブロックの樹脂被覆基板への投影リソグラフィ方法の実行を可能にするプログラムコード命令を含むコンピュータプログラムを想定しており、前記プログラムは、前記ブロックを前記基板に投影されるテンプレートのセルに分解するモジュール、および放射源によりテンプレートの前記セルを形成するモジュールを含み、前記プログラムは、分解モジュールの入力として、テンプレートの少なくとも一部のセルからテンプレートのセル毎に少なくとも２個の文字セルを抽出するモジュールを更に含み、各文字セルが前記形成モジュールの適用により文字セルに固有の露光レベルに露光されることを特徴とする。

有利には、本発明のコンピュータプログラムは更に、所定のクラスに属する少なくとも１個の第２のパターンに対し、前記クラスに属する第１のパターンの逆畳み込みにより決定される補正ルールを適用することをオペレータがプログラミング可能なインターフェースウインドウを含んでいる。

本発明が特に有利なのは、最適放射画像への到達が完全に自動的な仕方で可能になるためである。本方法の制約は今やリソグラフィ機の制約および実行される調停だけに依存するため、本方法の全体的な効率が向上する。このレベルの結果は、以前は実現できなかった複雑なパターンの種類についても、高精度の線量調整および長時間の微調整を要する極めて洗練された幾何学的形状の補正という代償を別にすれば上述のように処理可能である。

更に、本発明の方法は、逆畳み込み画像を、ドットマトリクス露光機または成形ビーム投影機（可変成形ビームまたはＶＳＢ方式）のいずれを用いるかに応じて異なる処理を受けることが可能なグレイレベルとして生成する。

この第２のケースにおいて、ｅＲＩＦを自動的に生成することが更に可能になるため、分解能および書込速度を向上させることが可能になることにより更なる利点が得られる。

更に、マルチパスセル投影法と組み合わせた本発明の実施形態において、線量調整およびソーステンプレートの見地から最適解決策を生成した照射対象パターンを逆畳み込みを行うステップの出力で開口部の複数のグループをステンシル（または文字セルのグループ）上に自動的に生成することができ、開口部の各グループは露光レベルに対応している。次いで線量調整がレベルと同数のパラメータに対して実行され、セル内部で実行される。従って、本発明の方法は本実施形態において、セルの投影により従来技術の方法よりも複雑なパターンの照射をより低い限界寸法で行うことが可能になる。

以下のいくつかの例示的な実施形態の記述および添付図面から本発明に対する理解が深まり、その各種特徴および利点が明らかになろう。

従来技術による調整済み線量の適用を示す。 本発明のいくつか実施形態を実施すべく適用される処理のフロー図を示す。 本発明の一実施形態による露光対象パターンおよび付随するＰＳＦを各々示す。 本発明の一実施形態による露光対象パターンのグレイレベル画像およびディザリングによる２値画像への変換を各々示す。 本発明の一実施形態による露光対象パターンのビットマップモードの画像およびベクトル画像への変換を各々示す。 本発明の一実施形態による３個の異なる露光レベルを示す。 本発明の実施形態においてセル投影を用いて１つまたは複数の照射を行うための各種開口部を含んでいるステンシルを示す。 従来技術のステンシルの文字セルおよび文字セルに対応するセルの投影を用いる方法により照射したいテンプレートのセルを各々示す。 本発明の一実施形態による図８ｂのソースパターンを露光させるべく決定された２個の文字セルを各々示す。 本発明の一実施形態による図８ｂの文字セルを介した照射の後で得られたテンプレートセル、ならびに図９ａおよび９ｂの２個の文字セルを介した照射の後で得られたテンプレートセルを各々示す。 本発明の一実施形態による３個の文字セルにより生じた３個の異なる露光レベルを各々示す。

図１に、従来技術による調整済み線量の適用を示す。

露光がパターンの位置の関数として補正される点に注意されたい。受ける線量は、金型の中央よりも境界の方が多い。実際、内側に位置するパターンは、境界に位置する領域よりも数が多い隣接領域から生じた後方散乱電子を相応に受ける。

Ｅｉｓｅｎｎｍａｎｎ（上で引用済み）によれば、線量のこれらの調整は、以下の二重ガウシアンＰＳＦ ｆ（ｘ，ｙ）を利用して計算される。

但し、
・αは直接放射の幅、
・βは後方散乱幅、
・ηは、直接および後方散乱放射の強度の比、
・ξは点（ｘ，ｙ）の半径方向位置である。

パラメータα、βおよびηの値は、所与の方法に対して実験的に決定することができる。これらのパラメータは、機械および目標の加速電圧に依存する。

Ｅｉｓｅｎｎｍａｎｎによれば、図１に示す補正を実行するには、衝撃点に関して大きい作用半径（１ミクロン超）を有する現象、すなわち後方散乱効果を処理すれば充分であり、短い距離で支配的な前方散乱効果を無視することができる（加速電圧が弱い（５ｋＶ程度）場合は１桁小さい作用半径、加速が強い（典型的には５０ｋＶ）場合は２桁の作用半径）。逆フーリエ変換：

によりＰＳＦ効果の逆畳み込みを実行することが可能である。

分母の約分を避けるために、高い空間周波数の切り捨てを実行する必要がある。これらの周波数は前方散乱を表しているため、これはＥｉｓｅｎｎｍａｎｎが記述しているアプリケーションにおいて問題ではない。

結果的に生じる画像ｒは、高周波数が切り捨てられた逆畳み込みに等しい項と、ソース画像ｐに比例する項の和として再構築される。
ｒ＝Ｆ^−１［ｇ_ｃｏｎｖ×Ｆ（ｐ）］＋Ｃ×ｐ

従って、ビームの中央に近いパターンの部分が、結果的に生じた画像内へ適切に再導入されるが、補正は行われない。

この逆畳み込みプロシージャは、高い空間周波数を厳密に考える場合には適用できず、本発明はこれに該当する。本発明は、この制約を克服可能にするプロシージャを提案する。

図２に、本発明のいくつか実施形態を実施すべく適用される処理のフロー図を示す。

本発明の方法の第１のステップ２１０、２２０は、用いる露光ツールから独立している。最初に、使用するＰＳＦの種類を選択する。本質的に数１０ナノメートル程度のスケールで支配的な現象に関心があるため、ＰＳＦにおいて後方散乱効果をモデル化する必要がない。関連するスケールに対する近接効果の核心を生成する前方散乱効果だけをモデル化するＰＳＦは従って、一般にステップ２１０の最中に選択される。有利には、ＰＳＦは、中間高さ位置における幅が３ｎｍ〜１５ｎｍであるガウシアンとして選択される。尚、他の関数、特にベース幅が典型的に１０ｎｍ〜５０ｎｍである対称形の関数も適している。

ＰＳＦの種類が選択されると、ステップ２２０の最中に適切に適合された逆畳み込みプロシージャが適用される。前記プロシージャは同時に、逆畳み込みされる関数に適し、収束し、この収束を許容可能な時間内に実行しなければならない。

本発明の枠組み内で、確率的逆畳み込みプロシージャの種類に属するプロシージャの利用を提案する。条件付き確率変数に対する反復を用いるこの種のプロシージャが最適と考えられる。実際、散乱効果を通じて、ある点で受ける線量は、全ての隣接点で放射された線量に依存する。従って、任意の点ｊにおいて、点ｉで受ける有効線量がｒ_ｉであるように生成すべき線量ｐ_ｊを計算し、線量ｐ_ｊが、値の組ｕ_ｉ，ｊとして離散化可能なＰＳＦで与えられる分布に従い、ｉ以外の点で放射するものと理解されたい。従って、以下の問題を解くことが適当である。

試されたプロシージャの一つは、Ｌｕｃｙ−Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎ（「Ｂａｙｅｓｉａｎ−Ｂａｓｅｄ Ｉｔｅｒａｔｉｖｅ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｉｍａｇｅ Ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ」−Ｗ．Ｈａｄｌｅｙ−Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎ，Ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ ａｔ Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ−Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ，Ｖｏｌ．６２，Ｎ^ｏ１，Ｊａｎ．１９７２）のアルゴリズムであり、その収束が確認されている。

ｐ_ｊは所与の法則（例：ポアソン則）に従うと仮定され、全てのｊについて、更にｕ_ｉ，ｊを知ってｒ_ｉの最確値を求める。

これは以下の再帰方程式を解くことになる。

上記アルゴリズムは従って収束するが、収束は緩慢である。同系統の、特に数学的期待値と最大尤度を交互に計算するステップに基づく「ＥＭ（期待値最大化）」と呼ばれる他のプロシージャも本発明の範囲から逸脱することなく利用できる。

逆畳み込み画像はグレイレベルとして得られ、各点における各レベルは放射線量の強度を符号化したものである。従って単一動作により線量調整および幾何学的形状の補正の両方を露光対象パターンに最適なように同時に行うことが可能になる。この単一動作は従って、これら２個の動作の代わりにソフトウェア調整以外の調整を行うことなく、市販の電子リソグラフィツールに埋め込まれた従来技術のデータ準備方法（ｄａｔａｐｒｅｐ）に一体化される。しかし、選択された逆畳み込みプロシージャに適した仕方で計算アーキテクチャを最適化することもまた有利であり得る。適切な計算アーキテクチャは、異種性を有すること、すなわち標準プロセッサおよび特定の計算装置、例えばＧＰＵ（グラフィック処理装置、すなわち最初からグラフィックス専用のチップであるが、今日では空前のベクトル計算能力を発揮するまでに進化している）またはＦＰＧＡ（論理回路がプログラム可能なチップ、従って、所与のアルゴリズムについて最適化された能力を有するチップをプログラムすることが可能）含んでいることが好適であろう。

その後、使用する露光ツールの種類に応じて利用可能な形式のグレイレベルにこの画像を変換することが必要である（図２のステップ２３０ａおよび２３０ｂ）。主に２種類のツール、例えばＭａｐｐｅｒ社が販売しているようなドットマトリクスツールおよびＶｉｓｔｅｃ社が販売しているようなビーム形成ツール（例：Ｖｉｓｔｅｃ ＳＢ２５０電子ビームリソグラフィシステム）が一般に用いられる。

第１の場合において変換はディザリング動作である。第２の場合においてベクトル化動作を行う。これら２個のステップは、図４ａおよび４ｂならびに５ａおよび５ｂの各々にコメントとして記述されている。

ビームを形成する場合、複雑なパターンを露光する際に、ｅＲＩＦ露光を可能にするレベルに分割する動作２４０を挿入することが有利である。この動作は、図６ａ、６ｂおよび６ｃにコメントとして記述記載されている。露光対象パターンはその後、各々がビームに対応する領域に細分化される（ステップ２５０）。

ドットマトリクスツールおよびビーム形成ツールに対応する二つの方法において、次いで露光ステップ２６０を起動することができる。

図３ａおよび３ｂに、本発明の一実施形態による露光対象パターンおよび付随するＰＳＦを示す。

図３ａは、露光対象パターン３１０ａを示す。前記パターンは、各々が約１０ｎｍ程度の限界寸法を有する複雑な構造を含んでいる。

図３ｂに、選択されたＰＳＦ３１０ｂを示す。図示するように、本発明の枠組み内で、考慮するパターンの種類の構造について関心対象の寸法で支配的である前方散乱効果をモデル化するガウシアン関数からなるＰＳＦが有利には選択される。

図４ａおよび４ｂに、本発明の一実施形態による露光対象パターンのグレイレベル画像およびディザリングによる２値画像への変換を各々示す。

Ｍａｐｐｅｒ型のツールが入力として２値画像（０または１ピクセル）を受入れる。グレイレベル画像から２値画像への変換はディザリングと呼ばれる。この変換を実行する多くのアルゴリズムが存在し、最も良く知られているのはＦｌｏｙｄ−Ｓｔｅｉｎｂｅｒｇである。これは、誤差拡散アルゴリズムである。このアルゴリズムは、ピクセルの量子化誤差を隣接ピクセルに拡散することによりディザリングを実行する。例えば、ピクセルの個数の関数として選択された自身のエラーの第１の百分率が右隣のピクセルに、第２の百分率が左下に位置するピクセルに、第３の百分率が下にあるピクセルに、および剰余が右下のピクセルに各々加算される。百分率は特に、ピクセルの個数の関数として選択される。

図５ａおよび５ｂに、本発明の一実施形態による露光対象パターンのビットマップモードの画像およびベクトル画像への変換を各々示す。

ベクトル化は、点（ビットマップ）の組としての画像を、幾何学的形状を示すいわゆるベクトル画像に変換するものである。次いで異なる線量に対応して領域が区切られる。図５ａのグレイレベルは制約されており、それらの範囲は多角形に変換される。いくつかのベクトル化アルゴリズム、例えばＰｏｔｒａｃｅ
（ｈｔｔｐ：／／ｐｏｔｒａｃｅ．ｓｏｕｒｃｅｆｏｒｇｅ．ｎｅｔ／，
ｈｔｔｐ：／／ｐｏｔｒａｃｅ．ｓｏｕｒｃｅｆｏｒｇｅ．ｎｅｔ／ｐｏｔｒａｃｅ．ｐｄｆ）
が利用できる。

図６ａ、６ｂおよび６ｃに、本発明の一実施形態による３個の異なる露光レベルを示す。

複数の露光パスを実行することが往々にして有利である。この複数レベルへの分割により、放射数を少なくし、従ってより高速な書込速度が可能になる。

複数レベルへの分割を決定するために、例えばピクセルが取る値の棒グラフを有利には生成可能である。ある明度レベルが稠密であるほど（すなわちこのレベルに対応するピクセルの個数が多いほど）、このレベルを別個の露光レベルとして保持することがより妥当である。上述のようなステップにより抽出された各レベルは単一パスで露光可能な線量を受ける。図６ｂにおいて、細線は、従来技術とは対照的に本発明により自動的に生成されたｅＲＩＦである。

その後、本方法に適したサイズであってＶＳＢツールにより露光される基本形状（直角三角形および長方形）にベクトル画像を分割する細分化ステップを実行することが可能である。この細分化方法は、電子リソグラフィの当業者には公知である。

有利には、オペレータの自由裁量で設計固有の支援機能をツールに組み込むことができる。

幾何学的形状の補正は、オペレータのノウハウおよび既になされた露光の結果の関数として、回路の全体または一部に適用すべき自動調整（ラインの短縮／延長等）を考慮したオペレータの操作を想定している。

調整が自明でなく、依然として手動介入が必要である場合にこのオペレータを支援すべく、記述する本方法を実装するツールをそのテンプレートアプリケーションで実装することができる。すなわちオペレータの要求で開くウインドウが最適解を示す。オペレータは次いで、オペレータがウインドウで観察する補正を、同一特徴を有するパターンに一般化することを選択できるため、例えば自動形状認識アルゴリズムを用いて類似パターンに再使用可能な補正ルールのライブラリを生成する。

図７に、本発明の実施形態においてセル投影を用いて１回または複数の照射を行うための各種開口部を含んでいるステンシルを示す。本発明の実施形態においてセル投影を用いて１回または複数の照射を行うための各種開口部を含んでいるステンシルを示す。

標準的な投影電子リソグラフィでは、露光対象パターンの組に対応するテンプレートのセルを照射するために、「穴」が形成された金属プレートであるステンシル７１０を用いる。これらの穴は、文字を印刷しているものと考えられる。各文字は、基本形状（三角形、長方形）の組である。これらの文字は、幾何学的形状が生成したいテンプレートセルの幾何学的形状にほぼ対応する文字セル７２０にグループ化される（依然として幾何学的形状の補正は可能である）。複数の文字セル７２０を同一ステンシルに生成して各種のテンプレートセルを生成することができる。一般に、これらの文字セルの幾何学的形状は異なるであろう。

マルチパスセル投影による本発明の実施形態において、各々が露光レベルに対応する複数の文字セルを利用してテンプレートのセルを生成することを提案する。有利には、これらの文字セルは、同一ステンシル（または「文字プレート」）に埋め込まれ、ステンシルの変更は時間を要する煩雑な動作であって、なるべく変更が生じないことが望ましい。

図８ｂおよび８ａに、従来技術のステンシルの文字セルおよびこの文字セルに対応するセルの投影を用いる方法により照射したいテンプレートのセルを各々示す。

図８ｂのステンシルを用いて、図８ａの極めて反復的なテンプレートを照射する。図８ｂの単一パターン８１０で、ビーム形成リソグラフィでは同一パターンの照射に必要であった１００回程度の放射を代替する。ステンシルを用いたときの書込時間は従って、適宜分割される。しかし、特に後方散乱効果が領域８１０の境界における模様は領域の中央における模様よりも低い線量を受けることを意味するため照射の精度が下がる。

標準セル投影リソグラフィ技術ではテンプレートのセル内で線量調整を行うことは不可能である。線量調整は、１回の照射毎に、すなわちテンプレートの各セル毎に実行される。すなわち、実際にはセルが露光領域の端にあるかまたは中心にあるかに依存して長時間または短時間照射される。しかし、各露光動作において、文字セルを介して同一表面線量が得られる。文字セルは、可能な限り大きい領域を分割すべく回路のテンプレートの観察後に決定される。幾何学的形状の補正は、任意選択で予め行われてもよい。

セル間線量調整および幾何学的形状の補正を同時に（端、内部、または外部へのパターンの追加を隣接的または非隣接的に）行うことを可能にする有利なプロシージャが、本出願の所有者の１人により出願された国際出願第ＰＣＴ／ＥＰ２０１１／０５５８６１号明細書に記述されている。この出願により開示されている方法では有利には、照射対象ブロックの中央に位置する全てのセルに対して線量が均一であり、ブロックの端に位置するセルはその方法のエネルギー許容範囲を含む関数関係により計算されるより高い線量を受ける。

しかし、これらの従来技術では、短距離で支配的であってセルの投影による処理が有利であろう複雑なパターンの再生の精度に影響を及ぼす前方散乱効果を容易に補正することができない。

本発明の上記実施形態では、テンプレート８１０のセルは例えば２レベルに分割される。複数レベルへの分割を決定するために、例えばピクセルが取る値の棒グラフを有利には生成できる。ある明度レベルが稠密であるほど（すなわちこのレベルに対応するピクセルの個数が多いほど）、このレベルを別個の露光レベルとして保持することがより妥当である。上述のようなステップにより抽出された各レベルは単一パスで露光可能な線量を受ける。

各レベルに固有の線量の計算は、単一レベルに露光される画像の線量調整を拡張することにより実行可能であり、レベルの個数Ｎは計算のパラメータの個数である。各露光レベルに対して異なる文字セル（異なる開口部を有する）が用いられ、各文字セルを介して特定の線量が適用される。

本発明によれば、セル内近接度の影響の補正は、上述の方法による線量調整および幾何学的形状の補正を同時に適用することにより実行される。

この実施形態の場合、逆畳み込みにより出力された単一グレイレベル画像はその後解析されて、複数のレベルへの露光を意図した文字セルへの分割が適切になる。

図１０ａおよび１０ｂに、本発明の一実施形態による図８ｂのソースパターンを露光させるべく決定された２個の文字セルを各々示す。

図８ｂのパターンを露光させるべく複数レベルに分割する方法の例として、図９ａの主模様９１０ａが第１の線量で第１のレベルに露光される。図９ｂにおいて、素子９１０ｂが第２の線量で第２のレベルに露光される。これらのパターンは、標準的な方法でｅＲＩＦｓと同様に処理される。従って、ベースパターンは、２個の別々に露光されたレベルの重ね合せにより再構築される。

図９ａおよび９ｂに示す例において、図１０ａのラインおよびスペースの特性寸法は３２ｎｍである。

有利には、図８ｂのパターンは最初に、図８ａおよび８ｂにコメントとして上で述べた種類のプロシージャにより逆畳み込みされる。

図１０ａおよび１０ｂに、本発明の一実施形態による図８ｂの文字セルを介した照射の後で得られたテンプレートセル、および図９ａおよび９ｂの２個の文字セルを介した照射の後で得られたテンプレートセルを各々示す。

２個の図面を比較することにより、従来技術の場合を示す図１０ａでは、ラインの幅もラインの終端も制御されていないことがわかる。２個の露光レベルを有する実施形態における本発明の適用を示す図１０ｂでは、ラインの幅および終端は再生されるテンプレートに合致している。

図１１ａ、１１ｂおよび１１ｃに、本発明の一実施形態による３個の文字セルにより生じた３個の異なる露光レベルを各々示す。

図８ｂのパターンを各々が異なる露光レベルに対応する２個より多い文字セルに分割することが可能である。この場合、中間パターンが生成される。

３個の図面１１ａ、１１ｂおよび１１ｃは１０個の露光レベルから３個を選択した状態を示し、前記レベルはピクセルの最大個数に対応する明度レベルの判定に基づく選択プロシージャを適用することにより決定される。

本発明のこれらの実施形態は、従来技術の機械およびステンシル、例えば「セル投影」のオプションを有するＶｉｓｔｅｃ ＳＢ３０５０シリーズ機械を用いて実施できる。本発明の実施に要する唯一の変更は、照射対象ブロックを異なるレベルでの露光を意図されたサブセットに分割することを実行可能にするようなソフトウェア特性の変更のみからなる。本明細書の記述に開示する有利なモードの一つに従い逆畳み込みを実施する場合、これらの変更形態は、この目的のために提供される１つまたは複数の相補的モジュールにより完成する。

上述の例は、本発明の特定の実施形態の説明用に与えるものである。これらは以下の請求項により定義される本発明を一切限定しない。

Claims (15)

1. 照射対象である少なくとも１個のパターン（３１０ａ）の樹脂被覆支持部への放射によるリソグラフィ方法であって、前記放射用に選択された点広がり関数（３１０ｂ）を生成する少なくとも１個のステップ、および選択された逆畳み込みプロシージャを前記点広がり関数による前記照射対象パターンに適用するステップ（２２０）を含み、前記方法において、前記点広がり関数が前記放射の前方散乱の影響だけをモデル化すべく選択され、前記逆畳み込みプロシージャが前記相互作用の同時確率分布により前記放射と樹脂被覆支持部との相互作用をモデル化するプロシージャ群から選択される方法。
2. 前記逆畳み込みプロシージャが、照射対象パターンの全ての画像点について前記放射の各ソース点の最大尤度を計算し、各画像点にソース点と当該画像点の間の点広がり関数の値が乗算されるステップを含む、請求項１に記載のリソグラフィ方法。
3. 前記逆畳み込みプロシージャがＬｕｃｙ−Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎプロシージャである、請求項２に記載のリソグラフィ方法。
4. 前記照射対象パターンの逆畳み込み画像をディザリングするステップを更に含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載のリソグラフィ方法。
5. 前記逆畳み込み画像を少なくとも２個の異なる露光レベルに分割するステップを更に含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載のリソグラフィ方法。
6. 前記少なくとも２個の異なる露光レベルが、前記各レベルのピクセルの個数を最大化すべく選択される、請求項５に記載のリソグラフィ方法。
7. 前記照射対象パターンの逆畳み込み画像をベクトル化するステップを更に含む、請求項５〜６のいずれか１項に記載のリソグラフィ方法。
8. 前記点広がり関数がガウシアンである、請求項１〜７のいずれか１項に記載のリソグラフィ方法。
9. 前記ガウシアンの中間高さ位置における幅が３ｎｍ〜１５ｎｍの間にある、請求項８に記載のリソグラフィ方法。
10. 少なくとも１個のブロックの樹脂被覆基板への投影リソグラフィ方法であって、前記ブロックを前記基板に投影されるテンプレート（８１０）のセルに分解するステップ、および放射源により前記テンプレートの前記セルを形成する少なくとも１個のステップを含み、前記方法が、前記テンプレートの少なくとも一部のセルについて、前記テンプレートのセル毎に少なくとも２個の文字セル（９１０ａおよび９１０ｂ）を抽出する少なくとも１個のステップを更に含み、各文字セルが前記文字セルに固有の露光レベルを形成するステップの最中に露光される方法。
11. 前記少なくとも２個の文字セルが、Ｎレベルの各々のピクセルの個数を最大化すべく選択され、Ｎは２以上である、請求項１０に記載のリソグラフィ方法。
12. 線量調整ステップを更に含み、前記調整が前記Ｎ個の文字セルに適用される、請求項１０〜１１のいずれか１項に記載のリソグラフィ方法。
13. コンピュータ上で実行された際に請求項１〜９いずれか１項に記載の放射によるリソグラフィ方法の実行を可能にするプログラムコード命令を含むコンピュータプログラムであって、前記プログラムが、前記放射用に選択された点広がり関数を生成する機能、および選択された逆畳み込みプロシージャを前記照射対象パターンに適用された前記放射点広がり関数の任意選択的にフィルタリングされた出力に適用するモジュールを含み、前記プログラムにおいて、前記点広がり関数が前記放射の前方散乱の影響だけをモデル化すべく選択され、前記逆畳み込みプロシージャが前記相互作用の同時確率分布により前記放射の位置の相互作用をモデル化するプロシージャ群から選択されるコンピュータプログラム。
14. 所定のクラスに属する少なくとも１個の第２のパターンに対し、前記クラスに属する第１のパターンの逆畳み込みにより決定される補正ルールを適用することをオペレータがプログラミング可能なインターフェースウインドウを更に含む、請求項１３に記載のコンピュータプログラム。
15. コンピュータ上で実行された際に請求項１０〜１２いずれか１項に記載の少なくとも１個のブロックの樹脂被覆基板への投影リソグラフィ方法の実行を可能にするプログラムコード命令を含むコンピュータプログラムであって、前記プログラムが、前記ブロックを前記基板に投影されるテンプレートのセルに分解するモジュール、および放射源によりテンプレートの前記セルを形成するモジュールを含み、前記プログラムが、前記分解モジュールの入力において、前記テンプレートの少なくとも一部のセルから前記テンプレートのセル毎に少なくとも２個の文字セルを抽出するモジュールを更に含み、各文字セルが前記形成モジュールの適用により前記文字セルに固有の露光レベルに露光されるコンピュータプログラム。

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